POLCA i produksjonen: Styr flyten mellom cellene

Hjem » Ressurser » POLCA i produksjonen: Styr flyten mellom cellene

Estimert lesetid: 11 minutter

En produksjonscelle fullfører enda en jobb, men neste celle kan ikke ta den videre. Det første teamet har holdt seg i arbeid. Ordren har fått en plass i køen, ikke bedre utsikter til å bli sendt i tide.

I produksjon med stor variasjon og små serier er dette vanskeligere å styre, fordi jobbene ikke følger samme rute. Én jobb krever maskinering og montering, en annen sveising og overflatebehandling. Å etterfylle en standardkasse for hver tenkelig del er ingen praktisk løsning på denne variasjonen.

POLCA bruker kapasitetssignaler til å styre flyten mellom disse cellene. Det hjelper teamene med å unngå å starte arbeid som bare vil øke køene lenger ute i produksjonen. Det neste spørsmålet i planleggingen er like viktig: Hvordan skal jobbene som har fått starttillatelse, passes inn blant andre ordrer og på maskiner som flere bruker? SkyPlanner APS samler dette arbeidet i én produksjonsplan. Dermed blir det mindre manuelt arbeid med å samordne separate jobblister for cellene og køer ved de ulike ressursene.

Hva er POLCA i produksjonen?

POLCA står for Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Authorization. Det er en metode for produksjonsstyring som bruker et begrenset antall kort for hvert cellepar, sammen med datoer for når jobbene har tillatelse til å starte, til å styre når arbeidet kan begynne. Metoden ble utviklet av Rajan Suri som en del av Quick Response Manufacturing og er beregnet på produksjon med stor variasjon, små serier og kundetilpassede produkter.

Det avgjørende skillet er hva kortet betyr. Et POLCA-kort er et kapasitetssignal for et bestemt cellepar, ikke en instruks om å etterfylle et bestemt delenummer. Ved å begrense antallet kort styrer man mengden varer i arbeid (WIP) som er bundet til denne sløyfen. Ulike produkter kan bruke samme sløyfe hvis rutene deres går gjennom det samme celleparet.

To vilkår må være oppfylt samtidig:

• Jobben har tillatelse til å starte. Datoen for starttillatelse ved denne cellen er nådd, slik at jobben ikke settes i gang tidligere enn planen tillater.
• Det finnes et ledig kort i riktig sløyfe. Det er tillatt å tilføre mer arbeid til denne forbindelsen mellom cellene.

Jobben må også være klar til å kjøres, og nødvendige materialer må være tilgjengelige. Et ledig kort skaper ikke et kundebehov, løser ikke problemet med en manglende komponent og gjør ikke en jobb uten starttillatelse til en hastejobb. På samme måte gir ikke en planlagt startdato tillatelse til å se bort fra at sløyfen er full.

Slik fungerer de overlappende sløyfene

Se for deg en ordre som går gjennom produksjonscelle A, maskineringscelle B og monteringscelle C. Ruten bruker en A/B-sløyfe og en B/C-sløyfe. Hver sløyfe har sine egne kort. Et A/B-kort kan ikke brukes i stedet for et B/C-kort.

Start i A med et A/B-kort

Når jobben har tillatelse til å starte i A, sjekker teamet om det finnes et ledig A/B-kort, og om materialene som trengs til arbeidet, er tilgjengelige. Hvis vilkårene er oppfylt, festes kortet til jobben, og bearbeidingen begynner.

A/B-kortet følger jobben når A er ferdig og sender den videre til B. Det returneres ikke til A bare fordi arbeidet i A er fullført. Kortet er fortsatt bundet til jobben mens den venter ved B, og mens B bearbeider den.

Legg til B/C-kortet før arbeidet starter i B

Før B begynner maskineringen, må jobben ha starttillatelse der, og et B/C-kort må være tilgjengelig. Under bearbeidingen i B har jobben derfor både det inngående A/B-kortet og det utgående B/C-kortet med seg. Det er dette som er overlappingen: B inngår i begge sløyfene.

Hvis det ikke finnes et ledig B/C-kort, vil oppstart av maskineringen tilføre arbeid til en rute der den tillatte arbeidsmengden allerede er bundet opp. B bør i stedet vurdere en annen jobb som er klar, har starttillatelse og har det nødvendige kortet tilgjengelig. Hvis ingen jobber oppfyller vilkårene, kan arbeidslederen omdisponere innsatsen for å avhjelpe kapasitetsbegrensningen eller få utført en annen nyttig oppgave, fremfor å starte arbeid bare for å holde B i gang.

Returner hvert kort når den andre cellen er ferdig

Når B har fullført jobben og den går videre til C, returneres A/B-kortet til A. A kan bruke det til en ny jobb som oppfyller vilkårene og skal videre til B.

B/C-kortet følger ordren videre gjennom C. Når C har fullført arbeidet, returneres kortet til B. Hvis C er den siste cellen i den styrte flyten, trenger den ikke et nytt kort for en utgående sløyfe for å starte.

Denne returregelen er det som gjør signalet nyttig. Hvis A/B-kortet returneres for tidlig, kan mer arbeid komme inn i sløyfen før den eksisterende jobben er ferdig i B. Hvis kortet til en ferdig jobb holdes igjen unødvendig, hindrer det at tillatelsen kan brukes på nytt.

Et kort er likevel ikke en reservasjon av en maskin som er ledig med en gang. Det regulerer hvor mye arbeid som er bundet til en sløyfe, men angir ikke nøyaktig når hver operasjon skal utføres inne i cellene.

POLCA, Kanban og CONWIP styrer ulike ting

Alle disse metodene bruker signaler som gir tillatelse til arbeid, men de svarer på ulike spørsmål.

Metode	Hva signalet normalt gir tillatelse til	Hvor metoden passer
Delspesifikk produksjonskanban	Etterfylling av en bestemt del i et definert antall etter forbruk	Deler som produseres gjentatte ganger, med en etterfyllingssløyfe som fungerer i praksis
CONWIP	Å slippe en ny jobb inn i en definert flyt når en tillatelse knyttet til samlet WIP returneres	Styring av arbeidsmengden innenfor en valgt avgrensning
POLCA	Å slippe arbeid inn i sløyfen for et bestemt cellepar, forutsatt at jobben har starttillatelse	Ulike produkter som følger ulike ruter mellom cellene

Kanban i produksjonen er nyttig når den samme varen etterfylles på en ensartet måte fra gang til gang. En kundetilpasset del som ennå ikke er konstruert eller bestilt, kan ikke styres som om den var en standard lagerført komponent.

CONWIP kan håndtere ulike produkter uten et eget etterfyllingskort for hver del. Det som kjennetegner styringen, er grensen for varer i arbeid i den valgte flyten. POLCA tilfører lokale signaler for celleparene som jobbens rute går gjennom, i stedet for bare å basere seg på én grense for hele flyten.

Det praktiske valget handler ikke om hvilken forkortelse som høres mest avansert ut. Spør hva dere trenger å regulere: etterfylling av kjente varer, samlet arbeidsmengde i et definert system eller arbeid som er bundet opp mellom celler langs varierende ruter. Ulike områder i fabrikken kan ha ulike svar.

Passer POLCA for fabrikken deres?

POLCA er verdt å vurdere når produktvariasjonen gjør delspesifikk etterfylling tungvint, men rutene likevel går gjennom tydelig definerte celler. Dere må vite hvilken celle hver jobb skal til neste gang, og kunne opprettholde de tilhørende sløyfene.

Metoden er særlig relevant når lokale beslutninger stadig skaper opphopning lenger ute i produksjonen: Et team tidlig i flyten setter i gang arbeid for å holde utnyttelsesgraden oppe, mens mottakercellen allerede sliter med å ta unna. Metoden gir teamet en grunn til å velge en annen jobb med starttillatelse i stedet for å øke opphopningen.

Det kan også være nødvendig med forarbeid. Upålitelige ruter gjør det vanskelig å velge riktig kort. Materialmangel kan binde opp både arbeid og kort uten at produksjonen kommer videre. Hvis en celle vedvarende har for liten kapasitet til å håndtere ordrene som er tatt inn, trengs det en beslutning om kapasiteten, ikke bare et annet antall kort.

Antallet sløyfer og hva de representerer, er like viktig som produktvariasjonen. Et svært stort antall sjelden brukte forbindelser mellom cellepar kan bli vanskelig å administrere. Begynn med en gruppe beslektede produkter der dere kan forklare rutene og overleveringene, fremfor å legge inn et kort mellom alle tenkelige par av avdelinger.

Fremfor alt må ledelsen støtte arbeidsmåten den ber om. Hvis operatørene bare belønnes for å holde egne maskiner i gang, har de et sterkt insentiv til å omgå en regel som noen ganger sier at de ikke skal starte. Vurder piloten ut fra ordreflyt og leveringspresisjon, ikke bare utnyttelsesgrad.

Legg opp en pilot som tester flyten, ikke bare kortene

Velg en håndterbar gruppe reelle ordrer med lignende produksjonsforløp, og kartlegg cellene de faktisk går gjennom. Ta med dem som planlegger, bearbeider og flytter jobbene. Sammen må de avklare fire praktiske spørsmål før oppstart.

Hvor mye arbeid representerer ett kort? Dere må være enige om hva en jobb, et transportparti eller en definert arbeidsmengdeenhet innebærer. En kort og en lang operasjon krever ikke like mye kapasitet bare fordi begge har hvert sitt jobbnummer. Hvis sammensetningen varierer mye, bør dere vurdere arbeidsmengden kortene representerer, fremfor å anta at antall ordrer gir hele bildet.

Hvor mye arbeid skal hver sløyfe tillate? Fastsett antall kort ved oppstart ut fra forventet flyt, tiden arbeidet bruker gjennom begge cellene, og den valgte arbeidsmengdeenheten. For mange kort svekker kontrollen med opphopning; for få kan holde igjen arbeid som ellers kunne gått videre. Det finnes ikke ett kortantall som passer alle sløyfer eller fabrikker.

Hvem kontrollerer, flytter og returnerer kortene? Gjør det entydig hvor starttillatelsen skal kontrolleres, og hvor kortene skal returneres. Øv på hele forløpet til en jobb, også situasjoner der kortet til den utgående sløyfen mangler, materialer mangler eller jobben er blokkert. Et kontrollert unntak må ha en ansvarlig og en dokumentert begrunnelse. Hvis man rutinemessig starter uten nødvendig tillatelse, undergraves styringen.

Hvordan vet dere om det fungerer? Etabler et utgangspunkt for varer i arbeid (WIP), gjennomløpstid i den styrte flyten, produksjonsrate og leveringspresisjon. Under piloten bør dere undersøke hvor kort og jobber blir liggende og vente. Før dere endrer grensene, må dere vurdere om årsaken er den faktiske arbeidsmengden, et kort som ikke er returnert, upålitelige data eller et tilbakevendende produksjonsproblem.

Slik blir piloten en nyttig læringsprosess. Dere tester om arbeidet flyter mer forutsigbart gjennom de valgte cellene, ikke om teamet klarer å fylle en tavle med fargede kort.

Et ledig kort i sløyfen avgjør ikke leveringsplanen

La oss gå tilbake til ruten A–B–C. Tenk deg at en annen ordre går fra A til sveisecelle D. Den første ordren har et tilgjengelig A/B-kort, og den andre har et tilgjengelig A/D-kort. Begge har starttillatelse og er klare til å starte.

Senere trenger begge ordrene den samme ressursen til sluttbearbeiding, som også brukes av andre produktfamilier. De lokale tillatelsene forteller ikke planleggeren hvilken ordre som kan bli ferdig først, om køen til sluttbearbeiding kan avvikles før utsending, eller hva som skjer hvis en hasteordre fra en kunde kommer inn i køen.

Her må produksjonsplanleggingen ta hensyn til hele ruten. Signalene mellom celleparene bidrar til å styre hva som får starte. Den sammenhengende planen viser hvordan operasjonene konkurrerer om faktisk tilgjengelig tid på felles ressurser, og hva det betyr for ferdigstillelsen.

Å prøve å besvare begge spørsmålene med kortlisten til hver celle skaper mer manuelt arbeid. Planleggeren ender med å sammenligne lister, flytte jobber mellom ressurskøer og kontrollere de samme konfliktene lenger ute i produksjonsforløpet på nytt hver gang en prioritet endres.

Bruk SkyPlanner til å planlegge arbeidet på tvers av fabrikken

SkyPlanner APS samler arbeidet med ordrene som er tatt inn, i en felles ressursplan. Definer prosesstrinn, hvilke arbeidsstasjoner som kan utføre dem, varigheter, skift og avhengigheter. Arcturus, SkyPlanners KI for produksjonsplanlegging, beregner hvor operasjonene passer inn ut fra den konfigurerte kapasiteten og prioriteringene. Gantt-visningen synliggjør rekkefølgen og tidspunktene for ferdigstillelse.

For de to ordrene som deler kapasitet til sluttbearbeiding, betyr det at konkurransen om kapasiteten lenger ute i forløpet vises i samme plan som tilvirkning, maskinering og sveising. Du bruker mindre tid på å samordne separate køer manuelt og får et tydeligere grunnlag for å avgjøre hvilke leveringsforpliktelser som trenger oppfølging.

Avtalte grenser for hvor tidlig jobbene kan starte, kan angis som startdatoer når regelen for slike datoer er aktivert. Datoen setter en grense for planleggingen, men bekrefter ikke at et POLCA-kort er ledig. Avgjørelsen om det faktisk er tillatt å tilføre arbeid til sløyfen, må fortsatt tas som en del av produksjonsstyringen. Sørg for at arbeidet du planlegger, er i tråd med de avtalte tillatelsene og startbegrensningene.

Du beholder kontrollen over prioriteringene. Med dynamiske prioriteringer i SkyPlanner kan du styre beregningen etter leveringsfrister, hvor viktige kundene og jobbene er, og andre mål for planleggingen. Et kort som nettopp er blitt tilgjengelig, gir ikke automatisk høyeste prioritet i fabrikken. Når planlegging med hensyn til materialer er aktivert, tas også materialtilgjengeligheten med i vurderingen når operasjonen som bruker materialene, planlegges.

Når registrert kapasitet eller prioriteringer endres, kan Arcturus beregne den sammenhengende planen på nytt. I stedet for å omarbeide alle berørte køer manuelt kan du vurdere konsekvensene for de viktige ordrene. SkyPlanner kan integreres med ethvert ERP- eller MES-system via sitt åpne REST API, slik at bedre planlegging kan fungere sammen med ordre- og produksjonssystemene dere allerede bruker.

Utfordringene med manuell planlegging er velkjente hos Mamec, som leverer blandeteknologi og høyteknologisk kontraktsproduksjon. I kundehistorien beskriver selskapet hvordan tusenvis av arbeidsordrer som var avhengige av hverandre, tidligere ble prioritert etter leveringsfrister på papirordrer, uten en pålitelig helhetsoversikt. Etter å ha integrert SkyPlanner med Oscar ERP bruker Mamec KI-drevet produksjonsplanlegging som tar hensyn til tilgjengelig kapasitet, og en felles produksjonsoversikt. Selskapet forteller at arbeidsbelastningen knyttet til planlegging er blitt klart lavere. Erfaringen deres illustrerer verdien av sammenhengende planlegging, ikke en POLCA-implementering. Les hele historien i Mamecs omtale av SkyPlanner.

Test cellesignalene og den delte kapasiteten sammen

Hvis POLCA passer for produksjonen deres, bruk piloten til å etablere tydelige tillatelser i sløyfene og en pålitelig prosess for retur av kort. Bruk SkyPlanner til å vise hvilke ressurser det godkjente arbeidet skal gjennom, i hvilken rekkefølge, og hvilke konsekvenser dette får for leveringene på tvers av fabrikken. Til sammen retter disse beslutningene seg mot den egentlige utfordringen: å starte riktig arbeid uten å miste oversikten over hva som kreves for å fullføre det.

Bestill en demonstrasjon av SkyPlanner med en representativ gruppe produksjonsceller, to ordrer med ulike ruter og én ressurs de deler. Ta med de avtalte startbegrensningene og prioriteringene. Da får dere en praktisk måte å undersøke hvordan SkyPlanner kan redusere manuelt planleggingsarbeid og tydeliggjøre konsekvensene for leveringene.

Hvis du heller vil utforske på egen hånd først, kan du prøve SkyPlanner med demodata eller bruke den KI-assisterte kom i gang-veiledningen i SkyPlanner Assistant.